Несподівана модель Всесвіту: темна матерія виникла до Великого вибуху, що було до цього

Одні фізики намагаються визначити природу загадкової темної матерії, яка становить приблизно 80% матерії у Всесвіті, інші шукають джерело її походження. Автори нового дослідження, опублікованого в журналі Physical Review Letters, вважають, що темна матерія виникла ще до Великого вибуху під час нескінченно короткої фази розширення космосу, або космічної інфляції, коли розмір Всесвіту швидко розширювався експоненціально. Таке припущення було представлено у вигляді нової моделі найбільш ранніх періодів існування Всесвіту, пише Phys.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Інфляційна модель Всесвіту припускає, що на ранній стадії Великого вибуху існував період експоненціально швидкого розширення космосу. Тоді Всесвіт за 10 у мінус 36 ступені секунд розширився в 10 у 26 ступені разів. Після того, як космічна інфляція припинилася, то Всесвіт продовжив розширюватися, але не експоненціально. Через мільярди років загадкова темна енергія надала прискорення розширенню Всесвіту, що відбувається досі.

Космічна інфляція розглядається як частина Великого вибуху, але її рушійна сила залишається невідомою. Згідно з інфляційною теорією, за надзвичайно швидке розширення космосу на самому початку Великого вибуху відповідало гіпотетичне інфлятонне поле, що складалося з гіпотетичних частинок — інфлятонів. Хоча під час Великого вибуху температура первинної речовини становила приблизно 10 у 28 ступені градусів Цельсія, припускають, що під час космічної інфляції Всесвіт перебував у стані сильно охолодженого розширення, коли температура впала приблизно в 100 000 разів. Коли космічна інфляція завершилася, то Всесвіт знову нагрівся до дуже високих температур, а інфлятонне поле розпалося на частинки, які складають Стандартну модель фізики елементарних частинок. Принаймні так говорить теорія.

Тепер же фізики представили космологічну модель під назвою WIFI (Warm Inflation via ultraviolet Freeze-In), тобто модель теплої інфляції через ультрафіолетове заморожування. Ця модель передбачає, що темна матерія могла бути створена під час нескінченно короткого періоду космічної інфляції, але потім після її закінчення вона не розпалася на інші частинки.

При цьому фізики вважають, що темна матерія була створена ще до Великого вибуху, якщо точніше, то перед самою його появою. Згідно з моделлю, ще до Великого вибуху матерія розширилася, її температура значно впала, і тільки потім виник Великий вибух із подальшим розширенням.

Основою для цієї теорії є те, що деякі фізики вважають нереальним існування сингулярності Великого вибуху з нескінченною щільністю і нескінченною кривизною простору-часу. Тобто Всесвіт спочатку мав якийсь надмалий розмір, приблизно 10 у мінус 26 ступені метрів у діаметрі.

Фізики вважають, що інфлятонне поле, яке керувало інфляцією, допомогло створити частинки темної матерії внаслідок замерзання первинної речовини. Але що ж було до початку цієї інфляції, яка виникла ще до Великого вибуху? Фізики зізнаються, що у них немає відповіді на це питання.

На цей момент модель WIFI поки не можна підтвердити за допомогою спостережень. Але фізики сподіваються це зробити в майбутньому, протягом найближчих 10 років.

Як уже писав Фокус фізики з'ясували, що час на Місяці летить швидше і визначити це допомогла теорія відносності Ейнштейна. Фізики виявили, що годинник на Місяці і на Землі показує неоднаковий час і з'ясували, наскільки швидше летить час на супутнику нашої планети.

Також Фокус писав про інше дослідження, яке припускає, що темна матерія була створена після Великого вибуху внаслідок схожої події, яка все ж мала свої відмінності.